[发明专利]水下施工定位系统

说明书

本发明公开了一种水下施工定位系统，包括以一固定基点不动的固定测量部，以及将固定测量部与水下的施工机械拉直连接的拉绳，固定测量部上设有对拉绳进行拉直放卷并测量放卷长度的测长模块，拉绳从测长模块中引出连接至施工机械，测长模块通过测角支架安装于固定测量部上，测长模块与测角支架之间以及测角支架与固定测量部之间通过两组相互垂直的转轴呈万向铰接装配，两组转轴上分别安装有检测角位移的编码器，通过两组编码器测量拉绳随施工机械在两组转轴轴向构建的坐标系内的移动角度，结合拉绳的放卷长度得到施工机械的定位坐标。本发明能够提供水下施工中实时相对或绝对坐标位置的施工机械，测试不受水体条件干扰，设备成本低。

技术领域

本发明属于施工定位技术，具体涉及一种水下施工定位系统。

背景技术

在河道或者海洋水底施工过程中，需要根据施工要求对施工位置进行实时定位以保证施工的准确性。目前，水下定位设备主要采用声学定位、图像定位、惯性定位以及多信息融合技术对水下施工机械进行实时定位。这些定位方式都存在受水体条件限制较多的问题，水下施工机械要求长时间水下作业，工作环境恶劣，水下施工工作时带动水底泥沙悬浮于水中，水体浑浊，工作过程中产生大量噪声，部分工作环境水域封闭狭小，封闭水体造成水声浑响，这些情况都会严重影响声学定位和图像定位的效果，不利于声学定位、图像定位和惯性设备的使用；并且惯性定位误差会随时间积累，不适合长时间的施工定位。

以上的各类的水下定位设备还存在设备成本较高，在恶劣的施工环境下架设固定困难的问题，并且设备出现故障只能够由专业技术人员进行维护，施工过程对其依赖程度过高，不利于提高施工效率。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的水下施工定位系统在具体施工环境中存在的上述问题，提供一种采用拉线定位的水下施工定位系统。

本发明采用如下技术方案实现：

水下施工定位系统，包括以一固定基点不动的固定测量部1，以及将固定测量部1与水下的施工机械拉直连接的拉绳2；

所述固定测量部1与施工机械之间的直线距离通过拉绳2的长度进行测量，所述固定测量部1上设有对拉绳进行拉直放卷并测量放卷长度的测长模块17，所述拉绳2从测长模块17中引出连接至施工机械，所述测长模块17通过测角支架16安装于固定测量部1上，所述测长模块17与测角支架16之间以及测角支架16与固定测量部1之间通过两组相互垂直的转轴呈万向铰接装配，两组所述转轴上分别安装有检测角位移的编码器，通过两组所述编码器测量拉绳随施工机械在两组转轴轴向构建的坐标系内的移动角度，结合拉绳的放卷长度得到施工机械的定位坐标。

进一步的，所述测长模块17包括放卷轴171、力矩电机172和第三编码器173，所述力矩电机172与放卷轴171传动连接，所述拉绳2卷绕在放卷轴171上，通过力矩电机172提供拉绳放卷过程中的拉紧力矩，所述第三编码器173安装在放卷轴171上，通过检测放卷轴的角位移转换为拉绳的放卷长度。

进一步的，所述测角支架16为U型支架，所述测角支架16的开口朝下，顶部通过第一转轴161铰接在固定测量部1上，所述测长模块17两侧通过第二转轴162铰装在测角支架16的两侧内壁，所述测长模块17的拉绳通过测角支架的下部开口引出连接到施工机械。

进一步的，所述测角支架16上的两组转轴分别沿水平方向和竖直方向相互垂直。

进一步的，所述拉绳2与施工机械之间通过防扭链21连接，所述防扭链21两端通过滚动轴承连接，其中一端连接在施工机械上，另一端与拉绳连接。